论文总字数：22912字

摘 要

数字音乐播放器一经推出便以其小巧的体积，超长的续航能力，大容量存储空间，可更换存储歌曲，高文件传输速度，以及高保真音乐输出等特性迅速取代了传统的音乐播放器。

本文设计了一款数字音乐播放器，以STC12C5A60S2单片机为核心，通过单片机对SD卡进行数据读取，送至解码芯片VS1003进行解码，VS1003解码芯片将数字信号转换成模拟信号通过耳机孔输出，同时单片机将正在播放的歌曲名通过LCD5110显示屏显示出来。

本设计中VS1003解码芯片和SD卡与单片机的通信均采用SPI方式，因此数据传输速度较好，不会存在播放低码率的音乐时出现断流现象。

关键词：STC12C5A60S2单片机；MP3播放器；VS1003解码芯片；SD卡，LCD5110显示屏

The Design of MP3 Player Based On MCU

Abstract

Mp3 player replaced the tradition music players quickly through its small size,long playing time,high capacity,capable of changing music file,high data transfer rate,high-fidelity,once being pushed.

This design takes the MCU STC12C5A60S2 as the core,it read the date on the SD card and send the date to the DA chip VS1003,then the DA chip converts the digital single into the analog single,at last the analog single would be sent to the Phone out.At the same time,the basic information of music files read by the MCU would be displayed on the screen.

Both of the DA chip and SD card communicate with the MCU in SPI mode,so the rate of transferring date would be good and it would not interrupt when playing low kbps music.

Keywords: MCU STC12C5A60S2;MP3 player;DA chip VS1003;SD card;LCD 5110

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 引言 1

1.1课题背景 1

1.2设计意义 1

第二章 系统方案设计 2

2.1设计方案选择 2

2.1.1纯CPU方式 2

2.1.2MCU 硬核解码方式 3

2.1.3ARM 硬核解码方式 4

2.2系统框图 5

第三章 系统硬件设计 6

3.1主控模块 6

3.1.1主控芯片的选择 6

3.1.2主控芯片的介绍 6

3.1.3主控模块原理图 10

3.2解码模块 10

3.2.1解码芯片的选择 10

3.2.2解码芯片的介绍 11

3.2.3解码模块原理图 13

3.3存储模块 14

3.4LCD5110显示模块 16

3.5按键模块 18

3.6耳机输出模块 18

3.7电源模块 19

第四章 系统软件调试 20

4.1系统软件总体流程图 20

4.2VS1003解码模块程序 22

4.3SD卡存储模块程序 24

4.3.1SD卡初始化程序 24

4.3.2单片机向SD卡发送命令程序 26

4.3.3单片机读SD卡数据程序 27

4.4LCD显示模块程序 28

4.5按键控制模块程序 29

第五章 系统调试分析及作品展示 31

5.1系统调试分析 31

5.2作品展示 33

第六章 结束语 35

致谢 36

参考文献 37

附录 38

1.系统整体电路图 38

第一章 引言

1.1课题背景

MP3全称为Moving Picture Experts Group Audio Layer III，是移动图像专家组制定的视频音频数字编码标准，其编码算法由德国Fraunhofer IIS音频技术研究机构开发。采用这种算法可以在保持较高音质的情况下将音乐文件压缩到大小为原来的1/12。

MP3播放器，即为播放MP3格式音乐文件的播放工具。世界上第一款MP3播放器由Kwang-su Moon和Jung-ha Hwang于1997年11月在韩国开发，1998年由Saehan公司正式推出，型号为MPMan F10。尽管Saehan公司第一个推出MP3播放器，但是该公司的努力却小有成就，几乎没有引起人们的注意。1998年底，美国Diamond公司挑头推出了Rio PMP3000，这款MP3让全世界都印象深刻，其最大优点是可以免费从互联网上下载音乐。

2001年苹果公司推出iPod音乐播放器，它让人们重新认识了MP3播放器，采用硬盘作为存储介质，将MP3播放器和互联网音乐捆绑在一起销售，让唱片商业获得了利润，得到了唱片商和消费者的双重支持，除此之外其精心设计的外观和人性化体验让iPod不再仅仅是一个MP3播放器，更成为了时尚，品位的标志。尽管iPod现已停产，其在MP3播放器历史上面一直无可超越。

1.2设计意义

iPod的巨大销量使得各数字音频设备厂商一哄而上来挑战苹果公司的霸主地位，随着青年群体消费能力的增长，国内数字音频播放器市场迅速崛起。

为了便于携带，早期的MP3播放器多采用内嵌存储芯片，这样就带来了存储容量限制的问题，尽管后来采用硬盘代替存储芯片，存储容量大了许多，但是随着互联网资源越来越多，用户对对存储容量的要求越来越高，硬盘存储也不再够用，因此有必要开发一款可扩展存储容量的MP3播放器。

本设计采用STC12C5A60S2单片机为主控芯片，SD卡为存储设备，可以根据需求来更换存储不同歌曲的SD卡，这样在用户选择要听的歌曲时更加方便，通过这种方式无形地扩大了存储容量。

第二章 系统方案设计

2.1设计方案选择

目前市场上数字音乐播放器主要有三种设计方案，分别为纯CPU方式，MCU 硬核解码方式，ARM 硬核解码方式。

2.1.1纯CPU方式

图2.1 纯CPU方式设计

像ARM这类内置IIS输出的CPU可直接输出数据到DAC，原理类似于电脑或手机直接播放音乐。但是这种方式只有一路时钟输入，并且CPU内嵌的音频模块并非为高保真设计，因此在输出效果上只能作为普通消费使用，满足不了发烧友的需求。

2.1.2MCU 硬核解码方式

图2.2 MCU 硬核解码设计

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